Metòd preparasyon pou wo-pite metal latè ki ra
Latè ki ra se yon tèm jeneral pou 17 eleman metal ki gen ladan eleman lantanid, scandium ak yttrium nan tablo peryodik la. Akòz pwopriyete yo menm jan ant eleman, se separasyon an ak pwosesis pou pirifye konplike, epi li se pa fasil jwenn yon sèl pwodwi latè ki ra.
High-pite metal latè ki ra ka itilize kòm materyèl mayetik, materyèl optik fonksyonèl, materyèl kataliz, objektif sputtering, elatriye, e te fè nan sikwi entegre, detèktè, memwa, aparèy ekspozisyon optoelectronic ak lòt pwodwi. Yo lajman itilize nan elektwonik, kominikasyon, ekspozisyon kristal likid, nouvo machin enèji, ekipman endistriyèl, jeni maren, avyon ak lòt jaden.
Avèk apwofondi kontinyèl nan rechèch sou aplikasyon an nan metal latè ki ra, kondisyon yo ki pou pite a nan metal latè ki ra ap resevwa pi wo ak pi wo. Kounye a, metòd prensipal preparasyon pou metal ki gen anpil pite ki ra yo se vakyòm k ap fonn, distilasyon vakyòm, elèktroliz solid, k ap fonn zòn, elatriye.
(1) Metòd k ap fonn vakyòm
Metal latè ki ra ak presyon vapè ki ba, tankou Scandium, Yttrium, lantan, Seryòm, Praseodim, Neodim, Gadolinyòm, Terbium ak Lutetium, yo fonn ak pirifye nan yon degre vakyòm ki pi gran pase 1.33 × 10-4 PA ak yon tanperati ki pi wo pase pwen k ap fonn nan metal la pa 200 ~ 1000 degre. Nan ka sa a, enpurte ki gen gwo presyon vapè, tankou metal alkali, metal tè alkalin, fliyò ak oksid ki ba-valant, yo ka distile soti, men efè a retire nan enpurte ak pwen bouyi segondè tankou tantal, fè, vanadyòm ak CHROMIUM se pòv yo. Vakyòm k ap fonn se efikas pou retire enpurte ki gen gwo presyon vapè (F, Ca, Mg, elatriye) soti nan metal ki pi ra sou latè. Anjeneral, se elektrik ark oswa gwo bout bwa elèktron oswa endiksyon chofaj chofaj ki itilize nan kondisyon vakyòm.
(2) metòd distilasyon vakyòm
Sans nan teknoloji distilasyon vakyòm se distilasyon-sublimasyon, ki sèvi ak diferans lan nan presyon vapè nan chak eleman nan pirifye metal latè ki ra nan kondisyon vakyòm. Metòd sa a mande pou yon gwo presyon vapè pou pirifye metal yo nan lòd yo jwenn yon distilasyon pratik oswa pousantaj sublime, epi li dwe te pote soti nan yon tanperati ki pi ba pase ko-distilasyon an oswa tanperati sublimasyon nan oksid li yo. Li se sitou itilize pou pou pirifye nan metal lou latè ki ra.
Yttrium, Gadolinyòm, terbium, ak Lutetium yo distile ak pirifye nan yon degre vakyòm nan 1.33 × 10- ⁴ ~ 1 .33 × {{5} , holmium, erbium, thulium, samarium, europium, ak ytterbium yo distile ak pirifye nan 1550 ~ 1650 degre. Nan kondisyon sa yo, enpurte metal ki gen presyon vapè ki ba tankou tantal ak tengstèn ak konpoze ki gen kabòn, azòt, ak oksijèn ap rete nan kreze a. Metòd sa a souvan itilize nan konjonksyon avèk k ap fonn vakyòm.
(3) Metòd elèktroliz eta solid
Metòd elèktroliz eta solid, ke yo rele tou metòd elektwomigrasyon solid eta a, refere a migrasyon an nan enpurte nan metal latè ki ra anba aksyon an nan yon jaden dirèk elektrik, espesyalman tou pre pwen an k ap fonn nan metal la, kote mobilite a se wo. Akòz diferans ki genyen nan chaj efikas ak koyefisyan difizyon nan chak eleman malpwòpte, direksyon migrasyon an ak mobilite nan chak eleman yo tou diferan.
Yon baton metal ki ra pase nan aktyèl dirèk nan yon vakyòm ultra-wo oswa atmosfè inaktif ak konsève nan 100-200 degre pi ba pase pwen an k ap fonn nan metal la pou 1-3 semèn. Anba aksyon an nan tanperati ki wo ak dirèk jaden elektrik, divès kalite eleman salte yo rich sou baton an tès nan tou de bout akòz diferan chaj efikas yo, koyefisyan difizyon ak mobilite. Koupe de bout yo nan baton tès la, epi yo ka seksyon an presegondè dwe pirifye pa electromigration ankò. Nan laboratwa a, yo itilize metòd elèktromigrasyon an pou pirifye lantan, seryòm, praseodim, neodim, gadolinyòm, terbium, yttrium, ak lute, ak efè pou retire enpurte tankou kabòn, oksijèn ak nitwojèn se remakab.
Ekipman yo itilize nan metòd elèktroliz eta solid la se relativman senp epi yo ka efektivman retire enpurte entèstisyo ak negatif chaj efikas nan metal latè ki ra, tankou enpurte gaz ak enpurte ki pa metalik. Li tou te gen yon efè retire bon sou enpurte metal. Sepandan, metòd sa a gen dezavantaj yo nan sik pou pirifye lontan, sede ki ba ak konsomasyon enèji segondè.
(4) Metòd Zòn k ap fonn
Ra latè baton metal yo se zòn fonn plizyè fwa nan yon zòn k ap fonn gwo founo dife nan yon vitès trè dousman (tankou 0. 4mm/min lè pirifye yttrium). Li gen yon efè enpòtan sou retire enpurte metal tankou fè, aliminyòm, mayezyòm, kwiv, ak nikèl, men se efikas pou oksijèn, azòt, kabòn, ak idwojèn. Anplis de sa, elektwolitik raffinage ak zòn k ap fonn-elèktromigrasyon metòd konbine pou pirifye tè ki ra tou gen yon efè sèten.
Anplis de sa, gen kèk lòt metòd, tankou metòd ekstraksyon sèl fonn ak ak k ap fonn rkwir metòd rkristalizasyon. Metòd la ekstraksyon sèl fonn chanje rapò a nan eleman malpwòpte pa kontakte metal latè ki ra ak sèl fonn nan tanperati ki wo, se konsa ke enpurte antre nan sèl la fonn, kidonk reyisi bi pou yo pirifye. Metòd pou rkristalizasyon k ap fonn ark la ap koule echantiyon echantiyon an nan yon gwo founo dife ak rkwir li nan yon tanperati yon ti kras pi ba pase pwen an k ap fonn nan echantiyon an yo grandi grenn ak amelyore pite.
Depi li yo etabli an 1958, HNRE te pote soti nan pwofondè-rechèch ak layout endistriyèl nan segondè pite metal latè ra. HNRE se nan nivo dirijan nan mond lan nan fè ekstraksyon, pirifye, ak devlopman materyèl devlopman nan wo-pite metal latè ra. Jwi repitasyon nan "wa nan Scandium nan mond lan".